题目内容
如图所示,一劲度系数为k = 800N/m的轻弹簧两端各焊接着两个质量均为m = 12kg的物体A、B。物体A、B和轻弹簧竖立静止在水平地面上,现要加一竖直向上的力F在上面物体A上,使物体A开始向上做匀加速运动,经0.4s物体B刚要离开地面,设整个过程中弹簧都处于弹性限度内,取g = 10m/s2,求:
(1)此过程中所加外力F的最大值和最小值。
(2)此过程中外力F所做的功。
(1)45N,285N (2) 49.5J
解析试题分析:(1)开始时弹簧的压缩量,经0.4s物体B刚要离开地面时弹簧的伸长量为,所以物体A上升的距离为2x1,则有,求得a=3.75m/s2,根据牛顿定律对A,,当弹力最大时,F最小,最小值为;物体B刚要离开地面时 F最大,此时,解得.
(2) 经0.4s物体B刚要离开地面时,A的速度为,从开始运动到物体B刚要离开地面,对物体A由动能定理可得(此过程中弹力做功为零)解得:W=49.5J
考点:此题考查牛顿定律、动能定理及胡克定律。
练习册系列答案
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如图,弹簧的一端固定在水平面上,另一端与质量为1 kg的小球相连,小球原来处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在小球上,使小球开始向上做匀加速直线运动,经0.2s 弹簧刚好恢复到原长,此时小球的速度为1 m/s,整个过程弹簧始终在弹性限度内,g 取10 m/s2。则
A.弹簧的劲度系数为l00 N/ m |
B.在0~0.2s 内拉力的最大功率为15W |
C.在0~0.2s 内拉力对小球做的功等于l.5J |
D.在0~0.2s 内小球和弹簧组成的系统机械能守恒 |
质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上,如图所示,a受到斜面上与水平面成θ角的力F的作用,b受到斜向下与水平面成θ角等大的力F的作用,两力在同一竖直平面内,此时两木块保持静止,则( )
A.b一定受到四个力的作用 |
B.水平面对b的支持力等于2mg |
C.a、b之间一定存在静摩擦力 |
D.b与水平面之间一定存在静摩擦力 |